无人机与反制

无人机概论

航空器分类

无人机(Unmanned Aircraft)

驾驶人员不在座舱内的能自由飞行的飞行器,称为无人机

航模:无飞控系统,需要人实施操控。

无人机:有飞控系统,通过程序控制和数据链将地面控制参数与无人机进行交互。

  • 无人机分类 ,军用、民用、消费;

  • 按外观特征分:四种:

  • 固定翼无人机:较成熟 航程远 航速快,起降限制条件多、不能悬停

  • 无人直升机:起降方便、航速适中、随时悬停、购机成本高

  • 多旋翼无人机:无人直升机优点,但航时载重受限。

  • 扑翼机:机翼能像昆虫翅膀煽动

  1. 无人机质量:

无人机飞行原理

克服阻力

飞行区域:对流层 (高度0-17km)

具备三个或以上旋翼的无人直升机称为多旋翼无人机=多轴无人机

硬件

飞控系统的硬件由中央处理器,姿态传感器(陀螺仪(辨认方向,确定姿态,计算角速度),加速度计(惯性导航系统的基本组成元件) 磁力计(罗盘或电子指南针,事实为无人机提供航向和姿态)),高度传感器,避障系统,定位导航系统,通信系统和电路组成。

一架无人机上通常有五个以上处理器,主控,还有无刷电动机控制处理器,图像算法处理器,云台控制处理器,避障解算处理器等

无人机通信

通过通信用的无线信号(遥控器信号,数据信号和图像传输信号)来进行控制指挥

反无人机(预防、探测、决策、反制)方法

1.干扰:

使用大功率地面站及雷达对目标 通信信号进行分析定位,采取分频段、分时段的方式进行电子干扰(无人机的三路信号2.4G遥控信号、5.8G图传信号、GPS卫星信号)部分无人机失去控制信号会被迫降落或悬停,图传信号受到干扰后 无法传回视频,逼迫中断飞行。

还有利用声波、电磁波、射频等干扰

  1. 捕捉

  2. 摧毁:空中飞机发射导弹/地面发射/采用激光设备,直接摧毁无人机

无人机检测

1. 雷达

  1. 雷达能像目标发射电磁波并接受其回波,由此获得物体至电磁波发射点的距离、距离变化率、方位和高度等信息
  2. 雷达(军用雷达(有源相控阵雷达:基于主动雷达原理,-使用相控阵天线阵列和相应的发射器来形成波束,探测并锁定目标;无源相控阵雷达:基于被动雷达原理,-使用接收天线阵列 根据接收到的信号相位形成波束,并筛选目标信号)、民用雷达)工作步骤:
  • 雷达天线以脉冲形式发射一束定向的无线电波
  • 捕获回波。当无线电波遇到目标物体时,一部分能量会反射回来,被雷达接收天线捕捉
  • 计算距离,通过测量发射无线电波和接收回波之间的时间差,可以计算出与目标物体之间的距离。通过多普勒效应可以测量目标物体的相对速度
  1. 合成孔径雷达(高分辨率、全天候监控、穿透能力强)可以装在无人机上在恶略环境检测无人机

2. 射频识别

(用于自动识别和追踪物品也可低小慢无人机的检测)(远距离检测、全天候工作、多目标识别/依赖信号传输加密的话识别难,靠干扰能力弱、隐私问题):识别遥控器与无人机之间的无线通信信号探测无人机(通过频谱分析仪捕捉和分析信号从而探测到无人机),无人机通过射频信号进行上行遥控和下行数据传输

3. 声波传感器

检测无人机桨叶或者发电机工作发出的声音,进行探测、分类和跟踪

4.软件定义的无线电

无人机识别与分类

1.目标特征提取:分析在合成孔径雷达图像中的形状、纹理、电磁散射特性等回拨特征,提取独特的目标特征来识别不同类型的无人机

  1. 分类算法:通过机器学习算法训练模型来识别不同种无人机

无人机跟踪

  1. 连续监测:合成孔径雷达可以持续生成目标区域的雷达图像,通过分析运动轨迹实现精确的目标跟踪
  2. 多传感器融合:合成孔径雷达可以和其他传感器(光学摄像头、红外线)数据融合,提供更全面的跟踪信息

决策(操作员)

无人机反制技术

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